CN1039813C - 具抗癌效应的顺式-二氨-1,1-环戊二羧酸根合铂(ⅱ)的化合物及其合成方法 - Google Patents
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Abstract
一种有抗癌效应的顺式-二氨-1，1-环戊二羧酸根合铂(Ⅱ)的化合物及其合成方法，属于抗癌性铂类化合物制造技术领域。其特征在于：它的结构式见1；当用钡盐法合成时，其反应式为2；当用银盐法合成时，其反应式见3；其中式2和3中X为I、Cl、Br或SCN。中间体1，1-环戊二羧酸的合成，是用的相转移催化法。它们在水中的溶解度高于卡铂，其毒副作用也低于顺铂或卡铂。
Description
一种有抗癌效应的顺式-二氨-1，1-环戊二羧酸根合铂(II)的化合物及其合成方法，属于抗癌性铂类化合物的制造技术领域。
顺铂(cisplatin)即顺式-二氨二氯合铂(II)对生殖系统，泌尿系统癌症有卓越疗效，但其在水中的溶解度较低，为2.6mg/ml，25℃，其毒性较大，小鼠腹膜注射i.p，半数致死量LD为13mg/kg，特别是胃肠道毒性，不可逆转的肾毒性以及骨髓毒性。1985年由布勒斯特-迈尔公司上市的新药，卡铂(carboplatin)，其在水中的溶解度显著改善，为17.8mg/ml(25℃时)。其毒性也远较顺铂为低，小鼠腹膜注射的LD为140mg/kg，胃肠道毒性及肾毒性皆显著改善，疗效及抗癌瘤谱与顺铂大体一致。因此，它与顺铂是目前癌化疗中，起主导作用的药物。
目前一般认为卡铂中的配基：1，1-环丁二羧酸根，是各种1，1-环烷二羧酸根中的最佳配体。因为，环丙烷基易于开环，对化合物的稳定性是不利的，环丁烷以上则认为由于次甲基的增多，铂络合物的溶解度有可能降低。因此，以1，1-环戊二羧酸根或更高级配体代替1，1-环丁二羧酸根的卡铂类似物，则未见有人合成及进行过动物实验。
本发明人认为，上述观点是错误的。本发明人指出：直链ω，ω′-二羧酸的根据碳原子数绘制的熔点曲线，偶数碳者处于较高的一条曲线，而奇数碳者则处于较低的一条曲线。其在水中的溶解度则相反，奇数碳者反而处于溶解度更高的一条曲线上。因此，奇数碳的二羧酸的溶解度则较其前面的偶碳二羧酸的溶解度为高。本发明人以群论和量子论方法预言：顺式-二氨-1，1-环戊二羧酸根合铂(II)，即本发明人命名为铭铂(minoplatin)的化合物可能属于对称性较低的Cs群，其晶格能应小于属于C2v群的卡铂，而溶解度应高于，或远高于卡铂。用本发明人所提出的双区理论预言：铭铂的疗效不低于顺铂或卡铂，而其毒性，致突，致畸和致癌性皆应低于卡铂。在本专利之前，本发明人根据双区理论设计了一大类铂系新抗癌剂，已获英，美和我国专利。
本发明的目的就在于提供一种其在水中的溶解度高于卡铂而其毒性性却低于卡铂的化合物顺式-二氨-1，1-环戊二羧酸根合铂(II)及其合合成方法。
本发明的特征在于：这种具有高度抗癌活性和低毒性的化合物的结构式为：
这种化合物的合成方法的特征在于：它采用钡盐法，其反应式为：
上述钡盐法是参照卡铂的合成法而改进发展的。
这种化合物的合成方法的特征还在于：它也可用银盐法合成。其反应式为：
在上述两组反应式中，X可为I，或Cl，或Br，或SCN。
试验证明：实际合成制得的顺式-二氨-1，1-环戊二羧酸根合铂(II)，即铭铂在水中的溶解度在25℃时为27.2mg/m)，而在37℃时高达56.65mg/ml.远高于卡铂。根据中国药品生物制品检定所，由我们提供的铭铂样品所进行的动物实验证明(以下数据用小鼠，腹腔注射)：其半数致死量，即LD50为267mg/kg，表明其急性毒性几乎只有卡铂的一半。顺铂作为阳性对照品(3mg*4，相当于其LD50的四分之一)，以C57 BL/GJ和DBA/2两种品系的纯系小鼠的疗效实验表明：铭铂只用其LD50的十分之一，即可对Lewis肺癌和S180肉瘤两种实体瘤的抑瘤率，以及对白血病P388腹水瘤的生命延长率等，皆得到与顺铂等同的疗效，并对小鼠H22肝癌腹水型瘤也表现出显著的生命延长作用。由此可见，铭铂较顺铂和卡铂具有更高疗效指数的潜力。
顺式-二氨-1，1-环戊二羧酸根合铂(II)，在研制过程中的工作编号为DQ-5。发明人将其名称定为铭铂(minoplatin)，这是由于它在目前已知的高活性铂系抗癌剂中，是毒性最低的一种抗癌剂(minimaltoxicity)。以上表明发明人根据化学理论和双区理论的预想设计，与随后进行的实验事实高度符合。铭铂预设计的详细论述暂不讨论。显然，铭铂很有希望开发成为一种实用的，其疗效指数优于市售顺铂或卡铂的抗癌药，目前铭铂的临床前实验正在系统地进行。希望，这一我国独创的抗癌药能早日用于临床。
1，1-环戊二羧酸是以相转移催化的条件进行，用苛性碱水溶液液相相转移催化收率为70-75％，用碳酸钾，氢氧化钾等的固相相转移催化收率为87-92％。相转移催化剂可用三甲或三乙基胺的苯甲基，十六烷基，十八烷基的卤化季铵盐，以及冠醚等。有机溶剂可用氯仿，二氯甲烷等，或不用溶剂。曾报导过1，1-环丙二羧酸和收率仅20％的1，1-环丁二羧酸相转移催化法合成，而1，1-环戊二羧酸的相转移催化合成则尚未见报道。
顺此说明：根据<应用化学>6(1989)NO.3 p10-14报导，南京大学冯骏才等人曾合成了1，1-环戊二羧酸根(CPDCA)的顺式-二氨的铂络合物(冯文的编号为13)，即文中结构式为[Pt(NH3)2CPDCA]的化合物，但该化合物在水中于37℃的溶解度仅为7.9mg/ml，甚至低于卡铂于25℃时的溶解度17.8mg/ml，并较我们所得到的顺式-二氨-1，1-环戊二羧酸根合铂(II)在水中溶解度低7倍。此外，冯文中的13号化合物在乙酸乙酯中于37℃时的溶解度小于0.01mg/ml，而我们制得的顺式-二氨-1，1-环戊二羧酸根合铂(II)则大于0.01mg/ml。发明人所制得的顺式-二氨-1，1-环戊二羧酸根合铂(II)曾用元素分析，IR谱，UV谱，13C-NMR，1H-NMR和FAB-MS确证过其结构。冯文中的13号化合物比我们制得的化合物在水中的溶解度低7倍，显然不是同一化合物，即不是顺式-二氨-1，1-环戊二羧酸根合铂(II)。为此，发明人从1，1-环戊烷二羧酸加热脱羧制得了环戊单羧酸(沸点：108℃/15mm)，并按照实例(3)的方法合成了顺式-二氨二环戊羧酸合铂(II)(元素分析：理论值C31.63，H 5.31，N 6.15；实验值：C 31.96，H 5.15 N 6.23)，溶解度测定结果发现与冯文中的13号化合物一致，即在37℃时水中的溶解度为7.9mg/ml，乙酸乙酯中的溶解度在0.01mg/ml以下。因此，冯文的13号化合物显然是顺式-二氨二环戊羧酸合铂(II)，而不是顺式-二氨-1，1-环戊烷二羧酸根合铂(II)。为了阐明冯文中发生这一错误的根源，我们不用相转移催化法而用常规的醇钠法(即冯文所采用的方法)合成了1，1-环戊二羧酸，其粗品因水解过程的脱羧，经HPLC分析，大约含有8％的环戊单羧酸。用这一粗品按照实例(3)的方法合成铂络合物，当溶液的浓缩程度不足时，析出的白色晶体经TLC分析，保留值与顺式-二氨二环戊羧酸合铂(II)标准品的保留值一致，是相当纯净的顺式-二氨二环戊羧酸合铂(II)。母液继续浓缩，则得到含约3％的顺式-二氨二环戊羧酸合铂(II)的顺式-二氨-1，1-环戊烷二羧酸根合铂(II)并经TLC分析确证。冯文的错误，显然与他们低估了顺式-二氨-1，1-环戊烷二羧酸根合铂(II)的溶解度有关。因此，上述工作确证冯文只制得了顺式-二氨二环戊羧酸合铂(II)，而并未得到本专利申请中的顺式-二氨-1，1-环戊烷二羧酸根合铂(II)。
实施例：
(1)1，1-环戊二羧酸的液液相相转移催化合成
250ml，50％NaOH溶液，加入28.5g氯化苯甲三乙铵盐，加入
32g丙二酸二乙酯及46.5g 1，4-二溴丁烷在200mlCCl4中的溶液，
于沸腾状态反应2小时，加入盐酸酸化后蒸除CCl4。用乙醚萃取，
蒸除乙醚后，用少量苯和石油醚洗，得到的白色结晶约22.8g，熔
点176-178℃(分解)，收率72％。进一步的提纯可用去离子水重
结晶元素分析(理论值：C 53.16，H 6.33，实验值：C 53.33，
H 6.42)。
(2)1，1-环戊二羧酸的固液相转移催化合成
50g无水K2CO3，加入30g溴化苯甲三甲铵盐和32g丙二酸二乙酯，
46.5g 1，4-二溴丁烷在100ml CHCl3的溶液中，猛烈搅拌沸腾反应
3小时，加入水溶解K2CO3，以乙醚提取，蒸去乙醚，如上处理。得
无色结晶约28.1g，收率89％，熔点176-178℃(分解)。
(3)顺式-二氨-1，1-环戊二羧酸根合铂(II)的制备
(钡盐法)
4.83g(0.01摩尔)顺式一二氨二碘合铂，加入3.12g(0.01摩尔)Ag2SO4在400ml去离子水中的溶液，于50℃搅拌反应10小时，加入少量NaCl溶液，以除去可能过量的银离子。滤除沉淀的卤化银。加入由1.60g1，1-环戊二羧酸和3.19gBa(OH)28H2O在120ml水中的溶液。放置，滤除Ba2SO4沉淀。在50℃以下的水浴上，旋转蒸发浓缩至约50ml。析出的结晶过滤，洗涤，得到的白色的结晶3.12g，收率为81％，根据HPLC分析为含量高达99.5％的顺式-二氨-1，1-环戊二羧酸根合铂。(元素分析：理论值：C 21.81，H 3.66，N 7.27；分析值：C 22.22，H 3.83，N 7.20)
若从顺式-二氨二氯合铂，顺式-二氨二溴合铂或顺式-二氨二硫氰根合铂出发，则相应用3.0g，3.89g和3.45g铂络合物，其他配比不变。收率也在80-85％之间。
(4)顺式-二氨-1，1-环戊二羧酸根合铂(II)的制备(银盐法)
3.65g 1，1-环戊二羧酸的银盐在600ml水中的溶液，与4.83g顺式-二氨二碘合铂于50℃避光搅拌反应10小时，加入少量NaCl溶液除去过量的银离子，放置，过滤，减压浓缩至50ml，过滤洗涤，得到2.97g白色的顺式-二氨-1，1-环戊二羧酸根合铂(II)，收率77％，HPLC纯度检查为99.5％以上。(元素分析：理论值：C 21.81，H 3.66，N 7.27；分析值：C 22.07，H3.54，N 7.31)
若用顺式-二氨二氯合铂，顺式-二氨二溴合铂或顺式-二氨二硫氰根合铂与上述剂量的1，1-环戊二羧酸银盐反应，则相应用3.0g，3.89g和3.45g铂络合物，其他操作不变。收率也在75-80％之间。
表1 铭铂对Lewis肺癌的抑瘤作用组 别 剂 量 鼠数 平均瘤重(克) 瘤重抑制率 P值
(mg/kg×d) (只) (X±SD) (％)对照组 0.5ml×4 10 2.22±0.63 — —顺铂 3×4 10 0.54±0.16 75.7 ＜0.01铭铂 13.3×4 10 0.81±0.25 63.5 ＜0.01
26.6×4 10 0.81±0.25 74.8 ＜0.01
表2 铭铂对S 实体瘤的抑瘤作用组 别 剂 量 鼠数 平均瘤重(克) 瘤重抑制率 P值
(mg/kg×d) (只) (X±SD) (％)对照组 0.5×4 10 1.28±0.43 — —顺铂 3×4 10 0.30±0.08 69.5 ＜0.01铭铂 6.7×4 10 0.64±0.15 50.0 ＜0.01
13.3×4 10 0.59±0.34 53.9 ＜0.01
26.6×4 10 0.58±0.53 54.7 ＜0.01
表3 铭铂对淋巴细胞白血病P388的延寿作用
剂 量 鼠数 平均活存天数 生命延长率组 别 (以30天计) P值
(mg/kg×d) (只) (X±SD) (％)对照组 0.5ml×4 10 18.2±4.3 — —顺铂 3×4 10 27.2±5.9 49.5 ＜0.01铭铂 6.7×4 10 25.7±6.5 41.2 ＜0.01
13.3×4 10 27.5±5.3 51.1 ＜0.01
26.6×4 10 27.8±4.7 52.7 ＜0.01
表4 铭铂对肝癌H的延寿作用
剂 量 鼠数 平均活存天数 生命延长率组 别 (以30天计) P值
(mg/kg×d) (只) (X±SD) (％)对照组 0.5ml×4 10 16.0±2.1 — —顺铂 3×4 10 54.7±11.2 241.9 ＜0.01铭铂 6.7×4 10 25.7±18.3 60.6 ＞0.05
13.3×4 10 23.8±19.2 48.8 ＞0.05
26.6×4 10 30.3±21.0 89.0 ＜0.05
Claims (6)
1.一种有抗癌效应的化合物顺式-二氨-1，1-环戊二羧酸根合铂(II)，其特征在于：它的结构式是：
2.根据权利要求1所述的有抗癌效应的化合物顺式-二氨-1，1-环戊二羧酸根合铂(II)的合成方法，其特征在于：它是一种钡盐法，其反应式为：
3.根据权利要求1所述的有抗癌效应的化合物顺式-二氨-1，1-环戊二羧酸根合铂(II)的合成方法，其特征在于：它是一种银盐法，其反应式为：
4.根据权利要求2所述的有抗癌效应的化合物顺式-二氨-1，1-环戊二羧酸根合铂(II)的合成方法，其特征在于：其反应式中的碘，I，可以换成氯，Cl，或溴，Br，或硫氰根，SCN。
5.根据权利要求3所述的有抗癌效应的化合物顺式-二氨-1，1-环戊二羧酸根合铂(II)的合成方法，其特征在于：其反应式中的碘，1，可以换成氯，Cl，或溴，Br，或硫氰根，SCN。
6.限据权利要求2、3所述的合成方法，其特征在于：其中的1，1-环戊二羧酸钡盐或银盐合成时用的1，1-环戊二羧酸是用相转移催化即包括液液或固液的相转移催化法合成的，其反应式为：
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